多通道GPS浮标接收机数据管理

差分GPS水下立体定位系统所有数据都是通过无线电台发送到船基控制中心,船基控制中心通过一个多通道浮标接收机同时接收所有浮标数据,并将所收到的数据通过串口发送控制中心的计算机。合理、高效地从接收到的数据中分离出各个浮标的数据,并从单浮标数据中分离各个数据语句是实现系统稳定工作的关键。本文提出基于链表、队列数据结构的多通道浮标接收机的数据分离和同步数据提取算法,实现了多通道GPS浮标接收机数据管理,软件运行的结果显示该算法高效地为水下GPS定位系统的状态监视和定位解算提供了正确的数据。     

差分GPS水下立体定位导航系统的时间测量

差分GPS水下立体定位系统是通过测量同一水声信号到达不同浮标的时刻,计算水下收发机到各枚浮标的距离差,实现水下立体双曲线交会定位的。本文对水下立体定位导航系统的数学模型进行了推导。根据差分GPS水下立体定位导航系统的要求对GPS接收机时钟同步进行了详细分析,同时对GPS接收机接口数据输出和支持的三种时间测量方案进行了介绍,并对时间延迟进行了分析。     

水下GPS系统的时间同步标定研究与试验

本文从水下GPS系统的定位原理出发,阐述了时间同步的重要性。利用GPSRTK共视法,通过GPS接收机的1PPS时间同步和触发式时间同步的标定试验,证明了GPS接收机时间同步的精度可以达到几十个ns,可以作为水下定位的时间基准;同时对GPS浮标设计了全新的安置方式,实现了GPS浮标的时间同步标定,完成了GPS浮标的时间同步稳定性的试验,实现了GPS浮标相对钟差的高精度。     

GPS手机的差分定位系统研究

提高GPS手机的定位精度具有很广阔的应用前景,本文研究GPS手机的实时定位差分系统的设计和实现方法。该系统采用基准站广播位置差分值、移动站实时处理的差分GPS方案,其主要优点是定位精度高、改正速度快、设备简单、操作方便;分析了位置差分GPS的定位误差,给出了测量结果。理论分析和测试结果都表明,该系统的差分定位精度比手机GPS直接定位相对提高31m左右,定位误差达4m左右,能够满足相关领域测量精度要求。     

昆明建设GPS差分基准站系统

昆明市GPS差分基准站系统是昆明市城市空间数据基础设施的重要组成部分．该系统的主要任务是．建或由苦干连续运行的GPS差分站组成的基准站网．实时获取基准站的位置信息．通过数据通信网络将其按一定的格式提供给用户，再与用户的GPS观测数据联合解算．从而得到用户的空间位置。     

单浮标拖缆监测的水下GPS定位技术

针对目前国内外水下GPS定位技术的应用特点,该文提出了一种基于单浮标拖缆监测的水下GPS定位技术。此技术包含GPS智能浮标、拖缆和监测系统3个主要部分。监测系统采集拖缆的形态数据传送到GPS智能浮标;浮标结合自身GPS坐标计算水下被跟踪目标位置。给出了定位计算的数学方法,即以拖缆监测数据为基础,利用三次样条插值原理求拖缆线型曲线方程,得到水下目标位置。对40m长拖缆实例进行了计算,验证了其理论可行性。此定位技术的主要特点是不受水域范围限制且具备一定的定位精度和可靠性。     

利用VSAT网络实现GPS差分数据传输

主要讨论了GPS差分基准站与数据中心之间差分信息的传输。介绍了GPS差分网络系统的组成和VSAT卫星通信情况与优势，利用网络技术，以VSAT系统为实例研究了基准站与数据中心之间的实时信息传输，同时通过软件开发完成了数据中心利用VSAT网络对差分基准站的监控。     

海浪对GPS浮标性能的影响分析

水下GPS定位技术是国际上近几年发展起来的高新技术。由于承载GPS接收机的浮标受海浪的影响,使得GPS接收信号附加了海浪的影响信号,最终影响到水下目标的精确定位。根据海浪的一般情况,主要分析了海浪对GPS浮标定位的影响,并建立了存在海浪影响的GPS浮标接收信息的数学表达式,最后给出了解决这一问题的建议。     

差分GPS水下立体定位系统的迭代算法分析

差分GPS水下立体定位系统通过将差分GPS定位技术和水下声学定位技术进行集成,实现高精度水下定位。本文基于差分GPS水下立体定位系统的基本观测方程,简要介绍了迭代法的基本原理,从双曲线差分定位观测方程出发,使用求解非线性方程组常用的牛顿迭代法构造迭代方程式,并用实测数据验证了该算法的可行性。     

差分GPS水下立体定位系统浮标姿态的测量

三维数字罗盘可以实时输出载体的二维姿态和地理方位角。在差分GPS精密水下立体定位系统中,可以用于GPS浮标姿态测定,进行GPS天线坐标实时三维改正。本文对三维数字罗盘工作原理进行了简要介绍,并针对三维数字罗盘与GPS同步问题进行了详细分析,同时给出了GPS天线坐标改正公式。     

BDS/GPS非差误差改正数的实时动态定位方法

针对我国地区观测数据的实验定位结果精度问题,该文提出BDS/GPS非差误差改正数的实时动态定位方法,研究了BDS/GPS单参考站非差实时动态定位算法模型,流动站使用非差误差改正数,不需要进行双差观测值的组合。参考站将非差误差改正数传递给流动站,对流动站的观测值进行误差改正,可以直接固定流动站的模糊度。实验表明:在我国南方地区BDS精度要优于GPS,而在北方地区,BDS/GPS定位精度和GPS定位精度明显优于BDS。并且与单系统相比,组合系统的可视卫星数明显增加,改善了卫星空间几何分布结构,从而提高了导航定位的可用性和精度。     

GPS/VRS 参考站网络的对流层误差建模技术研究

在虚拟参考站(VRS)技术中,参考站与流动站间的高程差异会引起对流层误差改正数中存在系统偏差影响,使对流层改正精度降低。在常规网络内插改正模型的基础上,借助先验对流层模型,提出了一种能自主修正高程偏差的距离相关对流层网络内插模型(MHDIM)。基于四川GPS连续运行参考站网络(Sichuan GPS Reference Station Network-SGRSN)实际测试数据的分析表明,对于地形变化较大的中长距离稀疏GPS/VRS参考站网络(如流动站与参考站间高程差异大于500m),应用MHDIM模型可使对流层延迟误差改正精度提高到2到3cm并实现cm级网络RTK定位结果,适用于GPS/VRS参考站网络cm级实时动态定位要求。     

广域差分的全矢量法

针对广域差分改正矢量的组成元素集之一的电离层模型参数集,分别用Klobuchar模型和Georgiadou模型进行了分析和比较,详细推演了广域差分改正矢量估计的全矢量法.在统一的数学模型中给出了统一解算卫星星历误差、卫星钟差和广域差分基准站时钟误差的计算公式;对理想状态下的模型参数、基准站和跟踪的卫星的数量关系进行了探讨.     

GPS单站定位的误差改正模型研究

GPS单站定位的作业方式、外业组织观测和数据处理等比较简单,同时,由于采用观测值不同、观测时间长短不同、定位模式和数据处理方式不同,其精度可以从毫米级到米级不等,实际应用中以伪距单点定位和精密单点定位为主。GPS单站定位不能通过求差方式来消除或消弱各项误差,为提高其定位精度,必须研究各项误差的改正模型,以便对其进行精细改正。本文用2010年10月31日CHAN站24小时的观测数据,确定各项误差在一天中的影响大小和变化规律,研究结果对精密单点定位的误差研究和GPS定位误差的教学工作等都有参考意义。     

水下目标卫星导航定位修正技术研究

提出了一种基于小型拖曳浮体进行水下目标卫星导航的原理模型,给出了模型的基本体系架构.为了从水面导航定位结果推算水下目标高精度位置信息,推导了两种定位修正算法,并基于数据融合技术提高了水下目标卫星定位修正的精度.试验结果表明,采用该技术可以较好地满足水下导航的精度要求.     

An experimental performance analysis of real-time kinematic positioning with NASA’s Internet-Based Global Differential GPS

The Global Differential GPS (GDGPS) system developed by JPL aims at seamless global real-time positioning at the dm accuracy level for dual-frequency receivers either fixed or mobile, anywhere and at any time. The GDGPS system relies on GPS data transmitted in real-time to a central processing center at JPL from a global network of permanently operating GPS dual-frequency receivers. At the processing center, the Internet-based Global Differential GPS (IGDG) system, the heart of JPLs GDGPS, generates and disseminates over the open Internet special 1-s global differential corrections (IGDG corrections) to the GPS broadcast ephemerides. The IGDG corrections enhance the accuracy of GPS broadcast orbits and clocks down to the dm level and serve as the key-factor for high-precise real-time positioning of a stand-alone receiver. An experimental verification of the dm positional accuracy of the IGDG system was carried out in the Netherlands, by means of both a static and a kinematic test. During the static test GPS data were collected for 5 consecutive days using a fixed immobile receiver and processed as if in real-time. Within the framework of the kinematic test, an experiment was carried out using a kinematic platform. Our tests confirmed the dm accuracy of stand-alone receiver positioning with IGDG. The standard deviation for positioning both in static and kinematic mode appears to be 10 cm in each horizontal component and 20 cm in the vertical component. More than 99% of the IGDG corrections were received with the expected 1-s interval in the field via mobile communication, the latency of the corrections was generally from 7 to 8 s.     

提高水下地形测量GPS定位精度的探讨

在近海、湖泊等水下地形的测量中，GPS与测深仪联用越来越广泛，GPS在水下地形测量中的定位精度受到诸多因素的影响，如GPS的安装、采集数据的后处理等。本文从安装方式、采集数据的可靠性分析和由各种原因引起的实时偏差修正等若干方面进行了研究探索。     

削弱GNSS多路径效应的半天球格网点建模方法

多路径效应与测站观测环境相关,无法利用差分的方式消除或削弱,是GPS精密数据处理时的主要误差源。为此,本文提出了一种利用半天球格网点模型削弱测站多路径误差影响的新方法MHGM(multi-point hemispherical grid model)。该方法对以测站为球心的半天球进行格网点划分,通过格网点的参数化描述,实现测站处多路径误差建模,可适用于现有各类GPS数据处理的软硬件设备和观测环境。本文算例的测试结果表明,采用新方法建模后双差观测值残差的RMS均值改善率平均在73.9%左右,较传统恒星日滤波方法的改善效果平均可提升26.9%,对于静态观测数据,按实时动态相对定位处理模式可获得平面精度约1.7 mm,高程精度约3.0 mm的定位结果。此外,MHGM模型还可进一步用于对测站周边可能存在的多路径误差源进行方位评估,对从物理意义上消除多路径误差源的影响给出一定的指导性意见。